ТЕМАЗ СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАВАННЯ В KM
ТЕСТИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
/. Протокол прикладного рівня:
а) забезпечує взаємодію прикладних процесів;
б) виконує шифрування та дешифрування;
в) обслуговує прикладні процеси;
г) забезпечує взаємодію прикладних процесів у різних системах;
д) організує діалог міме процесами.
2. Які з цих функцій виконують протоколи фізичного рівня?
а) виправлення помилок;
б) контроль за часом передавання;
в) передавання інформації;
г) селекцію інформації з каналу;
д) виявлення декількох одночасних передаван
3. Віртуальний канал - це:
а) канал у мережі для передавання віртуальних даних;
б) фіксована або змінна послідовність каналів у мережі необхідна для збереження правильної послідовності передавання;
в) тимчасове або постійне сполучення транспортного рівня;
г) фіксована послідовність каналів від відправника до отримувача, що має унікальний ідентифікатор та використовуєтьсядля передавання інформації одного мережевого сполучення;
д) логічний канал зв 'язку.
4. Призначений (виділений) канал зв'язку:
а) використовується користувачем одноосібна;
б) має фіксовану вартість;
в)має фіксовану швидкість та пропускну здатність;
г) зв 'язує дві суміжні системи;
д) зв 'язує декілька суміжних систем.
5. Інтерфейс у комп'ютерних мережах - це:
а) границя між рівнями, яка визначається локальними домовленостями;
б) раз 'єм;
в) набір графічних елементів екрану, спрямованих на взаємодію
з користувачем;
г) будь-яка границя;
д) межа між: двома об'єктами, що взаємодіють;
є) правила та формати, що описують взаємодію двох об'єктів.
6. Протокол - це:
а) набір правил взаємодії об'єктів двох суміжних рівнів;
б) набір правил взаємодії об'єктів одного рівня одної системи;
в) формати обміну та правила поведінки рівня;
г) набір правил та форматів обміну інформацією об'єктів од
нойменних рівнів у різних системах;
д) правила реалізації об 'єкту рівня.
Бораторна робота
Практичний аналіз способу реалізації базових архітектурних принципів KM з використанням аналізатора протоколів
Метою лабораторної роботиє демонстрація та закріплення головних концептуальних та архітектурних принципів побудови комп 'ютер-них мереж: шляхом аналізу структури реального мережевого трафіку.
Засоби та передумови
Робота виконується у навчальному класі, обладнаному локальною комп'ютерною мережею. В локальній мережі встановлені комп'ютери з операційною системою Windows 2000 або Windows XP. На кожному клієнтському комп'ютері встановлена програма аналізатора протоколів - EtherSnoop Light v.1.0 (www.arechisoft.com) або інша, аналогічна за функціями.
Порядок виконання роботи
1. Увійдіть у систему та запустіть програму аналізатора протоколів.
2. Ознайомтесь з головним вікном програми та функціями керування перехопленням пакетів (рис. ЛІ).
3. Запустіть процес перехоплення пакетів і через 1-3 хвилини зупиніть його.
4. У списку перехоплених пакетів оберіть декілька різних типів пакетів (для них різною є інформація у полі Туре).
5. Для кожного типу пакетів занотуйте структуру пакету, вкладенпакети та зміст відповідних заголовків та кінцівок.
6. Зробіть висновок щодо відповідності реалізації головних концептуальних принципів побудови комп'ютерних мереж у реальній мережі.
ТЕМАЗ СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАВАННЯ В KM
3.1. Загальні характеристики та параметри середовищ передавання
Середовища передавання у значній мірі визначають продуктивність та швидкість передавань у комп'ютерній мережі. Проблеми, що виникають у середовищах становлять значний відсоток усіх мережевих збоїв. Тому знання та розуміння будови та обмежень різних середовищ передавання складає невід'ємну частину знань професійного фахівця з комп'ютерних мереж.
Середовища передавання мають техніко-економічні характеристики, за якими можна виконувати їх вибір та порівняння. Серед цих характеристик та параметрів визначають загальні, наприклад ^швидкість передавання, ^-завадостійкість, ^вартість, а також специфічні, властиві тількі конкретному типу середовища передавання.
До специфічних характеристик середовищ передавання можна віднести такі: ^>час і швидкість поширення сигналів, ^швидкість загасання сигналу на одиницю довжини кабелю з урахуванням його частоти, ^опір одного метра, ^маса одного метра, ^завадостійкість у різних навколишніх середовищах, ^випромінювання в довкілля.
3.2. Середовища передавання безпровідних мереж (ефірні)
Спільним для всіх безпровідних середовищ передавання є використання для передавання електромагнітних хвиль і відсутність кабелів. Різні безпровідні технології використовують різні діапазони частот електромагнітного спектру (рис. 3.1).
Мережі радіодіапазону
Будь-який радіоканал формується на певній частоті-носію. Інформація по ньому передається за допомогою модульованого радіосигна-
 лу. Канал маєневисоку швидкість передавання, середню вартість, доступність для всіх видів радіозавад, працює тільки в межах радіо-досяжності.
Мікрохвильові канали
Мережі мікрохвильового діапазону мають декілька ва ріантів реалізації. По-перше, вони використовуються для двоточкових вузькоспрямо- с ваних передавань. Такі кана ли працюють у зоні прямої видимості, наприклад між двома будинками, або - між передавальною станцією та супутником. h
Малопотужні мікрохвильові мережі також використовують для передавань з одного передавача багатьом приймачам (у стільникових мережах). І
Інфрачервоні канали
В інфрачервоному каналі сигнали інфрачервоних частот передають малогабаритні передавачі та приймають чут-
|
ливі приймачі. Канал працює тільки
в межах прямої
оптичної види
мості. Він нечутливий до електромагнітних завад. Відстань між станціями - до 3 км, швидкість передавання -2-4 Мбіт/с. Приймачі та пере
давачі інфрачервоного діапазону досить дешеві. Недоліки каналу: не
довговічність апаратури, велике загасання сигналів при поганій прозорості повітря (наприклад, є запиленість).
роблеми ліцензування передавання
Однією з проблем, що виникають під час експлуатації безпроводо-вих мереж є створення завад (інтерференція) між передавачами, що працюють у спільних або близьких діапазонах радіочастот. Для регулювання відносин між власниками мереж та протидії створенню завад,
держава вимагає ліцензування обладнання безпровідних технологій. Водночас, потреба у ліцензуванні та пов'язані з ним бюрократичні перепони, стримують розповсюдження деяких популярних безпровідних технологій, що використовуються у домашніх або локальних мережах. Загальноприйнятим підходом до вирішення цієї проблеми є виділення діапазону радіочастот (і можливого обмеження потужності пристроїв) використання якого не вимагає ліцензування. Неліцензовані діапазони частот повинні бути уніфіковані на світовому рівні.
3.3. Коаксіальний кабель
Будова
Коаксіальний кабель має будову, зображену на (рис. 3.2). Сигнал даних передається по центральній жилі кабелю, що виготовлена з мід? або алюмінію. Навколо центральної жили є діелектрична оболонка. Для ліпшого захисту від завад цю оболонку поміщають в плетений екран або у фольгу та екран. Екрани добре захищають сигнал від електричних завад, проте не від магнітних. Навколо екрана є ізоляційна оболонка. Інколи такі прості коаксіальні кабелі об'єднують спільною оболонкою.Смуга перепускання та її використання
В комп'ютерних мережах термін "ширина смуги перепускання" має два значення,
По-перше, він визначає здатність середовища передавати дані —максимально можливу швидкість передавання. Так, широкосмугові канали здатні передавати більші обсяги інформації за одиницю часу ніж вузькосмугові. Тут можна провести аналогію з трубами для подачі води- труба більшого діаметру зможе передати більше води ніж труба меншого діаметра.
По-друге, смуга пропускання може означати доступний діапазон частот. Наприклад, смуга перепускання телефонної лінії є 400-4000Гц.
У фаховій літературі можна зустріти два терміни, які описують різні підходи до використання та розподілу смуги перепускання: basebandта broadband.У Baseband передаванні вся смуга перепускання кабелю надається для одного каналу передавання. Сучасні цифрові локальні мережі найчастіше використовують саме такий тип передавання. У Broadband передаванні зазвичай смуга перепускання поділяється між декількома каналами пере-
Різновиди
За техніко-експлуатаційними характеристиками розрізняють ^-широко- та ^вузькосмугові коаксіальні кабелі.
Широкосмугові кабелі використовують для аналогового, широкосмугового передавання (broadband). Смуга перепускання такого кабелю, як звичайно, розділена на декілька аналогових каналів з різними частота-ми-носіями. Вона залежить від марки кабелю і може сягати 2-3 ГГц. Кабелі мають швидкість передавання сигналу 300 - 3000 Мбіт/с.
Вузькосмугові кабелі застосовують для цифрового (baseband) передавання. Вони мають швидкість передавання не більше 80 Мбіт/с.
Тили кабелів
Найуживанішими у локальних мережах коаксіальними кабелями є RG-8 та RG-59. Для приєднання до коаксіального кабелю використо-
вують такі роз'єднувачі:
^ A UI (Attachment Unit Interface) - RG-8; ^> BNC (Barrel Network Connector) - RG-59.
Сфера застосування ma тенденції
Сфера застосування коаксіальних кабелів у KM невпинно звужується. У магістральних з'єднаннях їх витісняють волоконно-оптичні кабелі, які мають більшу смугу перепускання та менші втрати сигналу, а у локальних підсистемах - дешевша та простіша у прокладанні й експлуатації скручена пара. Водночас широкосмугові коаксіальні кабелі мають ширшу смугу пропускання ніж скручена пара, вони дешевші, надійніші та легші у прокладанні, ніж волоконно-оптичні. Вони ліпше, ніж скручена пара придатні для передавання широкосмугового відео-сигналу, їх широко застосовують оператор я кабельного телебачення, а також у відеосистемах. Значна база вже встановлених коаксіальних кабелів та потреба їхнього використання в наявних мережах (захист інвестицій) потребує підтримки коаксіальних кабелів у стандартах сучасних KM.
3.4. Волоконне - оптичний кабель
Принцип дії. Будова. Позначення
У цих кабелях як фізичне середовище використовують прозоре скловолокно. Будову кабелю показано на рис 3.3. У центрі розташоване скловолокно, виготовлене з прозорого матеріалу. Це волокно має оболонку з меншим коефіцієнтом заломлення, завдяки чому промінь світла відбивається від нього. Оболонку волоконно-оптичного кабелю (ВОК) виготовляють з плавною або ступінчастою зміною коефіцієнта заломлення. Ступінчасті кабелі дешевші та простіші. У них більше послаблюється сигнал. У градієнтних кабелях значно менші послаблення сигналу, що дає змогу на порядок збільшити швидкість передавання. Оболонка має зовнішнє захисне покриття яке іноді включає елементи жорсткості, що виготовлені зі сталі, для надання кабелю більшої механічної стійкості. Матеріали кабелю у порядку зниження якості: Ьодномо-дове кварцеве скло, Ь градієнтне скло, #силікатне скло з пластиковим покриттям, * пластик. 
Різновиди ВОК
Розрізняють два типи ВОК: ^>одно- та •=>багатомодові.
У промені світла (навіть однієї довжини хвилі) як звичайно є декілька мод. Водночас можна підібрати геометричні та оптичні параметри волокна так, що буде наявна тільки одна мода.
В одномодовихволокнах серцевина має діаметр 5-10 мкм. У такому кабелі діаметр волокна сумірний з довжиною хвилі сигналу, тому в кожний момент часу може поширюватись сигнал тільки однієї моди. Такий кабель забезпечує найменше згасання сигналу, у ньому нема інтер-модальної дисперсії. Для генерування світла використовують напівпровідникові лазери. Передавання інформації відбувається на дожинах хвиль 1.300, 1.550 мкм.
Власне в одномодовому кабелі ще 1990 р. вдалося передати сигнал за швидкості 1 Гбіт/с на відстань 8000 км без проміжного підсилення. Одномодові кабелі потребують прецизійного обладнання, вони дорожчі від багатомодових, високою є вартість лазерів та фотоприймачів.
У багатомодовихволокнах діаметр серцевини буває 50, 62.5, 100, 140 мкм. Одночасно відбувається передавання декількох мод. Поширення кількох променів може призвести до спотворення сигналу внаслідок інтерференції.
Для генерування світла використовують світлодіоди (LED). Передавання інформації відбувається на хвилях 1.3 та 0.85 мкм. Багатомо-
ІІ ЧІ
дові кабелі дешевші, але простіші в експлуатації, ніж одномодові. Однак вони мають більше загасання та меншу відстань передавання.
ВОК позначають як сукупність діаметрів серцевини та оболонки (у мікрометрах), наприклад, 9/125, 50/125, 62.5/125.
Останнім часом, завдяки поширенню технології Gigabit Ethernet, також унаслідок непридатності світлодіодів на таких високих швидкостях з метою передавання в таких мережах, для багатомодових кабелів використовують лазери VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), які працюють у діапазоні 850 нм (SX) і значно дешевші (за даними фірми "АйТи" - у п'ять разів), ніж лазери діапазону 1300 нм (LX), що їх використовують в одномодових мережах.
Моди світла та інтермодальна дисперсія
У промені світла (навіть когерентному) звичайно є декілька мод. Мода - це електромагнітна хвиля, яка має певну просторову структуру. Коли відбувається передавання оптичного сигналу, то його переносять усі наявні моди. Кількість мод в одному волокні обмежена його конструкцією, частотою хвилі. Кожна мода має граничну частоту сигналу, нижче якої вона не існує.
Чому ж важливо обмежувати кількість мод? Різні моди мають різну швидкість поширення. Надходження різних мод одного змісту в різні моменти часу призводить до збільшення ширини імпульсу на виході ВОК. Це явище називають інтермодальною дисперсією. Крім інтермодальної, є хроматична, внутрішньомодова, а також поляризаційна дисперсії. Хроматична дисперсія, наприклад, зумовлена некогерентністю джерела світла. У цьому випадку різні спектральні складові поширюються з різними швидкостями. Причиною поляризаційної дисперсії є неідеальна кругова форма перерізу серцевини кабелю.
На практиці інтермодальна дисперсія значно перевищує хроматичну (інтермодальна має значення 15 - 20 пс/км, хроматична—2-5 пс/км).
Інтермодальна дисперсія суттєво обмежує пропускну здатність кабелю — тривалість сигналу не може бути меншою, ніж розширення імпульсу за рахунок інтермодальної дисперсії. Наприклад, значення інтермодальної дисперсії у 20 нс/км обмежує швидкість передавання до 50 Мбіт/с.
І, .І
Водночас, змінюючи дівметр волокна та параметри світлового променя можна добитися, того, що у промені буде існувати тільки одна мода. З аналізу фізичних процесів поширення світла випливає, що для отримання волокна, у якому могла б поширюватися тільки одна мода, треба використовувати найменші діаметри волокна, найбільші довжини хвиль і незначні відмінності у коефіцієнтах заломлення серцевини та оболонки,
Градієнтні кабелі та змешення впливу міжмодової дисперсії
Один з можливих способів зменшення впливу міжмодової дис-персїі е використання волокна з градієнтним показником заломлення. В такому волокні показник заломлення при віддаленні від центру волокна зменшується. Таке волокно побудоване у вигляді великої кількості концетричних шарів скла з різними показниками заломлення.
Світло рухається швидше у середовищі з меншим показником заломлення. Тому у центральній частині ВОК світло розповсюджується повільніше, а на периферії- швидше. Це дозволяє частково компенсувати вплив міжмодальної дисперсії.
Параметри оптоволокна
Усі параметри оптоволокна можна розділити на такі групи:
Ч> геометричні;
^ оптичні;
Ч> передавання даних;
*3> механічні.
Геометричні параметривизначають ступінь наближення форми частин оптоволокна до стандарту. З огляду на недосконалість геометричних параметрів, що трапляється внаслідок різних відхилень та недоліків у технологічному процесі виготовлення оптоволокна, може відбуватися втрата частини сигналу на місцях сполучення волокон.
езеввшп
Геометричні параметри оттоволокна
Ісерцевини(5 - 10 мкм для одно- та 50, 62.5 мкм для бага-томодових);
•^ діаметр оболонки(125 мкм);
•^ некруглість оболонки.Визначена відхиленням перерізу оболонки від кола. ТІ обчислюють як різницю між максимальним діаметром оболонки та мінімальним діаметром, поділену на номінальний діаметр;
•Ь похибка концентричноспй серцевини/оболонки.Визначає ступінь незбіжності геометричних центрів серцевини та оболонки. Обчислюють як відстань між: геометричними центрами серцевини та оболонки, поділену на діаметр серцевини;
•Ь похибка концентричності медового поля.Параметр специфікує відстань між центром модового поля та геометричним центром оболонки, поділену на діаметр модового поля.
Від оптичних параметрівволокна залежать втрати сигналу на згинах, його згасання, втрати на вході та виході кабелю.
Для одномодових волокон важливим є діаметр модового поля. Його розуміють як частину діаметра серцевини, у якій зосереджена переважна частина енергії головної моди. Якщо модове поле вийде за межі серцевини, то збільшаться втрати сигналу на згинах і стиках волокон. Зі збільшенням довжини хвилі діаметр модового поля збільшується.
Параметр довжини хвилі відсічки визначає ту мінімальну довжину хвилі передавання, за якої ще наявна тільки одна мода. Робоча довжина хвилі дещо менша від значення хвилі відсічки.
Профіль показника заломлення характеризує зміну цього показника по діаметру оптоволокна. Він відображає розподіл електромагнітного поля у хвилеводі.
Максимальний кут уведення оптичних променів у волокно для бага-томодового волокна (особливо коли джерелом світла є світлодіод) визначений параметром числової апертури (Numerical Aperture (NA)).
Параметри передавання
Ступінь згасання сигналу відображає коефіцієнт згасання. Цей коефіцієнт залежить від довжини хвилі світла. Локальні мінімуми згасання утворюють вікна прозорості скловолокна, які розташовані на довжинах хвиль 1.55, 1.3, 0.85 мкм. (рис. 3.4)
|
Іншим параметром передавання є смуга пропускання кабелю.Цю смугу пропускання обмежують різні типи дисперсії сигналу.
Механічні параметривизначають механічну стійкість кабелю до механічних напруг. Під час виготовлення волокна, внаслідок недоліків технологічного процесу, в ньому можуть виникнути мікротріщини, які в ході експлуатації можуть збільшуватися і призведуть спочатку до збільшення втрат сигналу, а потім і до розриву оптоволокна. Тому після виготовлення волокна натягують з нормованим зусиллям 0.69 ГПа. Якісне волокно збільшує довжину на 1 %, а неякісне розривається. Таке випробування гарантує механічну стійкість кабелю протягом 35 років експлуатації. Цей параметр називають рівнем механічної міцності.
Сигнал у ВОК формується завдяки збільшенню та зменшенню інтенсивності світла. Тому передавання напівдуплексне і більшість ВОК KM містить два волокна -для передавання інформації в обох напрямах.
Переваги та недоліки ВОК. Перспективи
У волоконно-оптйчних кабелях значно менше (порявняно з коаксіальними) загасання сигналів, вища швидкість передавання, широка частотна смуга передавання, вони нечутливі до електромагнітних завад. Водночас вони мають малу механічну стійкість, їх не можна >гнути, >терти, >пе-ресувапш, >вони не витримують вібрації. Якщо ж волоконно-оптичний кабель розірвано, то його можна заварити (що потребує складного та дорогого обладнання) або з'єднати механічно. Зварне з'єднання дає менші
І«——я
втрати сигналу (до 0.1 дБ) порівняно з механічним (близько 0.25 дБ). Уважають, що ВОК ліпше захищені від прослуховування. Набагато ліпші у волоконно-оптичних кабелів і параметри EMI(Electronmgneuc Interference); випромінювання в навколишнє середовище практично нема, такі кабелі відповідають найсуворішим екологічним вимогам.
Сучасні волоконно-оптичні мережі використовують ВОК тільки для передавання і приймання. По суті, вони є оптоелектронними, і в кожному проміжному вузлі відбувається перетворення оптичного сигналу в електричний та навпаки. Нові технології мультиплексування по довжині хвилі (WDM - Wave Division Multiplexing) слугують фундаментом для створення повністю оптичних мереж (AON - All Optical Networks), зі значно ліпшими параметрами передавання.
Сьогодні волоконно-оптичні кабелі застосовують для побудови магістралей глобальних та локальних комп'ютерних мереж, міжповерхових з'єднань, в умовах сильних електромагнітних завад, а також у разі потреби забезпечити гальванічну розв'язку декількох мереж.
3.5. Скручена пара Будова. Різновиди та класифікація типів СП
Це найдешевше і найпоширеніше фізичне середовище. Відрізняється гіршим, ніж у коаксіального кабеля захистом від завад. Скручена пара (twisted pair) найдешевший кабель для прокладання. Сьогодні скручена пара є головним середовищем передавання для локальних мереж.
Розрізняють декілька типів скручених пар. Найпоширеніша незахи-щена скручена пара (Unshielded Twisted Pair (UTP)). Вона найдешевша, проте в разі її експлуатації виникають проблеми з електромагнітною сумісністю та випромінюванням.
Крім UTP у KM використовують фольговану незахищену скручену пару (Foiled Twisted Pair (F/UTP)), екрановану скручену пару (Shielded Twisted Pair(S/UTP)) та їхні комбінації (рис. 3.5).
Скручена пара UTP- це вісім мідних дротів, скручених попарно в спільній ізоляції. У S/UTP дроти мають спільний екран. У F/UTP кожна пара дротів має екран з фольги, а в S/FTP є ще також спільний екран. Скручені пари S/UTP, F/UTP, S/FTP мають ширший частотний діапазон передавання (і максимальну швидкість), менше електромагнітне випромінювання порівняно з UTP, однак вони набагато дорожчіта
|
|
складніші в прокладанні і узгодженні параметрів.
Сертифікація СП. Категорії та класи
Якість та обмеження щодо використання СП визначається за її категорією або класом. Категорії та класи скрученої пари визначені відповідними стандартами. Головні стандарти кабельних підсистем сьогодні такі:
^ISO/IEC 11801 Ed.2:2002 -міжнародний стандарт,
^>А NSI/TIA/EIA -568-В - американський стандарт, найстаріший серед цієї групи.
^>EN 50173 -1 - європейський стандарт, прийнятий 2002 р. країнами ЄЕС.
Є певні відмінності у стандартизації скручених пар амери-канськими (ЕІА, ТІА) та міжнародними (ISO, IEC) організаціями. Американські організації
визначають категорію скрученої пари (і структурованої кабельної системи (СКС)) за визначеним набором параметрів, що їх повинна задовольняти кабельна система. Європейські організації, натомість, розглядають класи застосувань, які експлуатують цю кабельну систему, та їхні вимоги до параметрів передавання.
Параметри скрученої пари
Категорію кабелю визначають за його параметрами. Параметри кожної категорії перелічені у відповідних стандартах. Крім загальних, скручена пара має і деякі специфічні параметри. Розглянемо їх детальніше:
•^ згасання сигналу(attenuation) - співвідношення сигналу на кінці лінії і сигналу на її початку (у децибелах);
+ характеристичний імпеданс(characteristic impedance) - опір змінному струму на певній частоті. Такий опір повинен бути постійним, у тім числі для різних ділянок лінії (враховуючи з'єднувачі, перевідники тощо). Сигнал, що відбивається від ділянок з неправильним імпедансом, буде накладатися на основний сигнал та спотворювати його;
•Ь зворотні втрати(return loss) - відношення амплітуди переданого сигналу до амплітуди відбитого;
•^ NEXT (Near End Crosstalk)- перехідне наведення на ближньому кінці - характеризує наведення в сусідніх дротах, у разі передавання даних парою дротів у різних напрямах. Параметр уперше було введено для тестування кабельних систем технології Fast Ethernet 100Base ТХ, у якому по одній парі відбувалося передавання, а по іншій - приймання. NEXT вимірюють для обох партнерів, з обох боків лінії передавання;
+ PS-NEXT (PowerSumNEXT) - визначає сумарний вплив наведень струму по кількох дротах;
•^ FEXT (Far End Crosstalk)-рівень наведень на сусідні дроти в разі однонапрямленого передавання. Вимірюють з обох боків лінії. Параметр FEXT уперше з 'явився для мереж Gigabit Ethernet, у яких передавання відбувалося паралельно декількома скрученими парами. Певною проблемою є те, що підсумкове значення FEXT залежить від згасання сигналу (та довжини лінії) і не придатне для нормування. З метою нормування введено параметр ELFEXT (Equal Level Far End Crosstalk) як співвідношення між: згасанням та FEXT;
•^ PS-FEXT (PowerSum Crosstalk)- сумарний вплив від однонапрям-лених передавань.
|
|
•> ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio)співвідношення згасання і NEXT. Фактично цей параметр узагальнює декілька параметрів та дозволяє проілюструвати відмінності між СПрізних категорій.
Захист СП від електромагнітних наведень
Кабельні системи комп'ютерних мереж працюють у різних електромагнітних середовищах. Вони, маючи значну довжину, є антенами, що випромінюють електромагнітний сигнал у довкілля та приймають такі сигнали.
Випромінювання впливає як на здоров'я людини, так і на правильність дії технічних пристроїв (комп'ютерів, ліній передавання даних, комп'ютерних мереж, мікропроцесорів, вбудованих у різноманітне устаткування). Особливо небезпечним за потенційними наслідками є вплив спричинених ЕМІ спотворень на військові системи, медичне обладнання, транспортні системи. Не дивно, що у медичних закладах та літаках заборонено користуватися мобільним телефоном.
Електромагнітне випромінювання, створюючи завади та спотворюючи сигнал у середовищі передавання, призводить до зменшення вис-лідної швидкості передавання, знижуються також інші кількісні та якісні параметри передавання.
Проблема боротьби з впливом завад для середовищ передавання має
два аспекти. По-перше, необхідно максимально зменшити параметри
випромінювання самого кабелю (див. параметри NEXT, FEXT),
по-друге, треба максимально захистити кабельну систему від зовнішнього випромінювання.
| І |
* Ступінь захищеності від зовнішнього випромінювання називають електромагнітною сумісністю(EMC), Electromagnetic Compatibility) або електромагнітною невразливістю(Electromagnetic Immunity).
Диференційне передавання та скрутка дротів
Під час передавання у скрученій парі по обох дротах пари передають один і той же сигнал, але зсунутий у фазі на 180 градусів. При цьому відбувається взаємна компенсація електромагнітних полів, що генеруються сигналом у різних дротах.
Скрученість провідників забезпечує додаткову компенсацію І полів та захист від наведень. Чим більший крок звиву, тим більше \ точок перегину і тим ліпша компенсація та захист.
Для захисту середовища від електромагнітних завад у випадку скрученої пари використовують наступне:
Ч> збалансоване передавання (диференційний режим) та скручування дротів у пари;
^ завадостійкі коди;
^ екранування;
Ч> заземлення.
Pj ТЕСТИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
/. Який тип скрученої пари характеризується найбільшою чутливістю до завад та випромінюванням у довкілля?
a) FTP; б) STP;
в) UTP; г) SFTP
2. Скручена пара складається з:
а) двох мідних дротів;
б) чотирьох мідних дротів;
в) трьох пар дротів;
г) восьми мідних дротів, скручених попарно.
3. У скрученій парі провідники скручують щоб:
а) мінімізувати випромінювання ЕМІ;
б) мінімізувати параметр NEXT;
в) мінімізувати вплив завад на сигнал;
г) полегшити роботу монтажника з ними;
д) зменшити згасання корисного сигналу.
4. З коаксіальним кабелем використовують такі роз'єми:
а) МІС; б) А Ш;
в) BNC; г) RJ-45.
5. Параметр NEXT- це:
а) параметр, що характеризує наводки у сусідніх дротах;
б) параметр, який характеризує паразитні наведення, що гене
руються у сусідньому дроті при передавання у протилежних
напрямах. Вимірюється з боку передавача;
|
в) параметр, що характеризує однорідність опору кабельного
середовища;
г) параметр, який характеризує паразитні наведення, що генерують-
ся у сусідньому дроті під час передаванняу протилежних напрямах. Вимірюється як з боку приймача так і з боку передавача.
д) параметр, який характеризує паразитні наведення, що генеру-
ються у сусідньому дроті при передаванні в однакових напрямах. Вимірюється як з боку приймача так і з боку передавача.
6. Волоконно-оптичний кабель:
а) дешевий та простий в експлуатації;
б) має прості та довговічніроз'єми;
в) виготовляється тільки зі скла;
г) нечутливий до електромагнітних завад;
7. Категорія скрученої пари визначається за:
а) максимальною швидкістю передавання;
б) максимальною Частотою передавання сигналу;
в) кроком скручення;
г) нормованими у відповідних стандартах значеннями певних па
раметрів;
д) якістю виготовлення пари.
ТЕМА 4
СИГНАЛИ ТА КОДИ.
_______ ПРОТОКОЛИ ФІЗИЧНОГО РІВНЯ
Ланка передавання даних
Сукупність засобів фізичного та канального рівнів утворює певну систему, яку називають ланкою, або каналом передавання даних (рис. 4.1). Канал передавання даних складається з таких елементів:
^> середовища передавання та відповідних раз 'єднувачів (фізичного каналу);
Ч> засобів перетворення цифрових даних, які виробляє комп 'ютер, у форму, придатну для передавання фізичним каналом (сигнал даних) та навпаки. Такі засоби називають пристроями спряження (Media Access Unit - MA U);
У$ засоби керування ланкою даних.
За напрямами розрізняють такі передавання даних у каналі зв'язку:
•^ симплексне- передавання в одному напрямі;
•Ь напівдуплексне- передавання по черзі в прямому та зворотному напрямах;
•^ дуплексне- передавання одночасно в прямому та зворотному напрямках.
Конкретніше каналом передаванняданих називають сукупність програмно-технічних засобів та фізичного середовища передавання, призначених для передавання сигналу даних.
Ієрархії каналів зв'язку
З погляду користувача головна характеристика каналу зв'язку - кількісні та якісні параметри сервісу, які надає його продавець. Сьогодні визначено багато загальноприйнятих типів каналів. Наприклад, Канал ТІ - має пропускну здатність 1,544 Мбіт/с, а канал 73 - 45 Мбіт/с, Каналам Т1, ТЗ які діють у США, у Європі відповідають канали Еі та ЕЗ з пропускною здатністю 2,048 та 34,368 Мбіт/с. Залежно від пропускної здатності канали утворюють ієрархії'. Традиційні канали з ІКМ модуляцією мають плезіохронну ієрархію. Пропускна здатність каналів мереж SDH утворює синхронну ієрархію.
Пристрій спряження виконує дві головні функції: >кодування (декодування) та >модуляцію (демодуляцію).
| І |
^Кодування - це певне перетворення цифрового коду, що надходить від комп 'ютера, для збільшення його завадостійкості та зручності передавання.
Схеми кодування можна також використовувати для збільшення швидкості передавання та зменшення випромінювання у довкілля. Застосування нових схем кодування є значним резервом для збільшення швидкості передавання у нових швидкісних мережах.
І *Модуляцієюназивають процес переходу від кодового сигналу до II сигналу даних.
Як звичайно, для цього використовують сигнал-носій, деякі параметри якого змінюються відповідно до зміни кодового сигналу. У системах зв'язку найпоширеніші модуляція гармонічних коливань та імпульсна модуляція.
У випадку модуляції гармонічних коливань носіями є гармонічні коливання струму або напруги. Залежно від того, який параметр гармонічного коливання змінюється, розрізняють ^амплітудну, ^фазову та ^частотну модуляції. У комп'ютерних мережах використовують фазову або частотну модуляції. Амплітудну модуляцію, порівняно з іншими, більше спотворюють завади. (Згасання сигналу призводить до зменшення його амплітуди).
В імпульсній модуляції носієм є послідовність імпульсів. Залежно від параметрів цієї послідовності, які змінюються відповідно до кодового сигналу, розрізняють >амплітудно-імпульсну, >широтно-імпульсну, >фазово-імпульсну та >частотно-імпульсну модуляції. Для передавання даних магістральними телефонними каналами найчастіше застосовують імпульсно-кодову модуляцію (ІКМ).
На фізичний канал передавання даних впливають завади, які спотворюють сигнал та призводять до виникнення помилок. З впливом завад борються на фізичному та канальному рівнях протоколу, у тому числі засобами керування каналом передавання даних.